L’éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en 2022 a été l’un des événements géologiques les plus puissants de l’ère moderne. Alors que les éruptions volcaniques sont généralement considérées sous l’angle de la destruction – envoyant des nuages de cendres et des gaz toxiques dans la stratosphère – cet événement spécifique a donné lieu à une découverte scientifique surprenante. Les chercheurs ont identifié un processus chimique naturel au sein du panache volcanique qui détruit rapidement le méthane, un puissant gaz à effet de serre. Cette découverte remodèle non seulement notre compréhension de la chimie atmosphérique, mais offre également une preuve de concept pour de futures technologies potentielles visant à nettoyer l’atmosphère.
Une réaction chimique surprenante
Depuis des décennies, les scientifiques savaient que les volcans émettaient du méthane lors de leurs éruptions. Cependant, ils n’avaient pas réalisé que l’éruption elle-même pouvait également servir de catalyseur pour décomposer ce même méthane. La clé de cette découverte réside dans un composé appelé formaldéhyde.
Dans une étude menée par le scientifique atmosphérique Maarten van Herpen d’Acacia Impact Innovation BV, les chercheurs ont analysé les données satellite de l’éruption des Tonga. Ils ont détecté des concentrations inhabituellement élevées de formaldéhyde dans le panache volcanique. Le formaldéhyde est un produit intermédiaire de courte durée qui apparaît lorsque le méthane est dégradé par les radicaux chlorés. Sa présence a servi de « preuve irréfutable », indiquant qu’une réaction chimique rapide se produisait dans les hautes atmosphères.
“On sait que les volcans émettent du méthane lors des éruptions, mais jusqu’à présent on ne savait pas que les cendres volcaniques étaient également capables de nettoyer en partie cette pollution”, explique van Herpen.
Comment fonctionne le processus
Le mécanisme à l’origine de ce phénomène repose sur les ingrédients uniques présents dans l’éruption des Tonga. Parce que le volcan est entré en éruption sous l’eau, il a projeté de l’eau de mer, du sel et des particules minérales dans l’atmosphère, créant un panache qui a atteint des altitudes record.
Lorsque la lumière du soleil frappe ce mélange d’aérosols salins et de gaz volcaniques, elle déclenche la formation de radicaux chlorés réactifs. Le chlore est très réactif car il possède un électron non apparié qui recherche la stabilité. Lorsque ces radicaux chlorés rencontrent du méthane, ils enlèvent un atome d’hydrogène, déclenchant une réaction en chaîne qui défait la molécule de méthane. Le formaldéhyde est un bref sous-produit de ce processus.
Ce n’est pas la première fois que des scientifiques observent une dégradation du méthane induite par le chlore. En 2023, l’équipe de van Herpen a identifié des processus similaires déclenchés par la poussière saharienne et les embruns océaniques. Cependant, l’éruption des Tonga a fourni un exemple massif et concentré de cette réaction se produisant à l’échelle mondiale.
Échelle et importance
Bien que cette découverte soit scientifiquement significative, il est important d’en comprendre l’ampleur. Le panache volcanique n’a pas éliminé tout le méthane produit. Les chercheurs ont estimé qu’environ 900 tonnes de méthane étaient détruites chaque jour par l’oxydation du chlore. En revanche, le volcan a émis environ 330 000 tonnes de méthane au total.
Par conséquent, le volcan n’a pas « nettoyé » ses propres émissions ; la majorité du méthane est restée dans l’atmosphère. Cependant, l’étude a prouvé que ce processus de nettoyage atmosphérique peut être observé, suivi et quantifié. En surveillant pendant dix jours le nuage de formaldéhyde alors qu’il dérivait vers l’Amérique du Sud, les scientifiques ont confirmé que la destruction du méthane était continue et mesurable.
Implications pour la technologie climatique
La principale valeur de cette recherche réside dans son application potentielle aux solutions climatiques créées par l’homme. Face à l’augmentation des niveaux de méthane due à l’activité industrielle et agricole, les scientifiques recherchent activement des moyens de réduire sa concentration dans l’atmosphère. L’éruption des Tonga a démontré que l’élimination du méthane par le chlore est physiquement possible.
Le chimiste Matthew Johnson de l’Université de Copenhague note que même si la reproduction de ce phénomène naturel à des fins industrielles constitue une prochaine étape évidente, elle nécessite des tests rigoureux de sécurité et d’efficacité.
“Notre méthode satellitaire pourrait permettre de comprendre comment les humains pourraient ralentir le réchauffement climatique”, explique Johnson.
Conclusion
L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a fourni un laboratoire rare et à grande échelle pour la science atmosphérique. Même si l’événement en lui-même n’a pas réduit de manière significative les niveaux mondiaux de méthane, il a confirmé l’existence de mécanismes naturels permettant de décomposer ce gaz à effet de serre. Cette idée fait passer le concept d’élimination directe du méthane atmosphérique de la chimie théorique à la réalité observable, ouvrant ainsi la voie à de futures recherches sur des technologies sûres et efficaces d’atténuation du climat.
